Дослідники з Корейського інституту науки і технологій (KIST) зробили крок, який може змінити майбутнє електротранспорту, дронів та космічної техніки. Вони вперше продемонстрували працездатність електродвигуна, у якому замість традиційних мідних обмоток використано котушки, виготовлені виключно з вуглецевих нанотрубок (CNT) — без жодного металу.
Зменшення ваги давно є ключовою метою у розробці сучасних машин, адже легші конструкції споживають менше енергії, дозволяють батареям працювати ефективніше та збільшують запас ходу. Мідь, яка використовується у звичайних двигунах, добре проводить електрику, але має високу густину, залежить від коливань ринку й викликає питання щодо обмеженості ресурсів. CNT, натомість, поєднують високу електропровідність, малу вагу, міцність і стійкість до теплових навантажень.
Основна проблема, яка досі стримувала їхнє використання в реальних пристроях, полягала у залишках каталізаторних металів після виробництва. Ці частинки осідали на поверхні нанотрубок і знижували їхню електропровідність. Команда під керівництвом доктора Де-Юна Кіма розробила унікальний метод очищення, що ґрунтується на поведінці рідких кристалів. У процесі очищення нанотрубки вирівнюються, утворюючи впорядковану структуру, яка допомагає видаляти металеві домішки, не пошкоджуючи при цьому саму наноструктуру. Це дозволило отримати матеріал із суттєво покращеними електричними властивостями.
Після виготовлення котушок із очищених CNT дослідники випробували електродвигун, який продемонстрував стабільне керування обертами залежно від прикладеної напруги. Це підтверджує, що технологія здатна виконувати головне завдання — перетворювати електричну енергію в механічний рух — без використання металевих провідників.
Якщо підхід вдасться масштабувати, нові котушки можуть суттєво знизити масу електродвигунів, зробити транспортні та аерокосмічні системи ефективнішими й менш залежними від постачань міді. Наступним кроком стане порівняння таких двигунів із традиційними за показниками ефективності, тепловідведення, потужності та вартості в умовах реальної експлуатації.
Доктор Кім підкреслив, що створена технологія може знайти застосування не лише в електродвигунах. Вона відкриває перспективи для локалізації виробництва провідникових матеріалів для акумуляторів, напівпровідникових компонентів та робототехніки. Це може стати основою для нової ери високотехнологічних і водночас більш сталих рішень у промисловості.
